Влияние деформации в аустенитной области на полиморфное γ→α превращение в низкоуглеродистых микролегированных сталях

Деформация в аустенитной области сопровождается процессами рекристаллизации зерна, что приводит к измельчению среднего размера зерна аустенитной фазы и релаксации напряжений. Как эти процессы влияют на кинетику полиморфного γ→α превращения в сталях? Для ответа на этот вопрос необходимо учесть, что зародыши второй фазы образуются на границах аустенитных зерен. Если деформация металла осуществляется вплоть до начала γ→α превращения, то за счет мелкого размера зерна аустенита и большей по сравнению с недеформированным состоянием протяженностью аустенитных границ количество образовавшихся зародышей α-фазы будет больше. Поэтому скорость протекания процесса полиморфного γ→α превращения будет выше. Если деформация металла осуществляется при температурах выше A_c3 и до начала γ→α превращения следует пауза, во время которой происходит рост зерна аустенита, то существенного влияния деформации на превращение не наблюдается. Деформация в аустенитной области низкоуглеродистых микролегированных сталей стимулирует полиморфное γ→α превращение [4]. Это приводит к повышению температуры начала превращения, сокращению инкубационного периода зарождения второй фазы, увеличению количества центров зарождения второй фазы. Существенное влияние на деформационное стимулирование полиморфного γ→α превращения оказывают карбиды, нитриды и карбонитриды микролегирующих элементов. Они затормаживают или полностью блокируют процессы рекристаллизации и возврата, тем самым способствуют накоплению упрочнения в металле и повышению движущих сил превращения.

Для изучения влияния деформации на начало полиморфного γ→α превращения стали используются дилатометры, с помощью которых можно не только осуществлять нагрев и охлаждение образцов, но и деформировать образец. Обычно в подобных исследованиях образец деформируют сжатием при определенной температуре, с определенными степенью и скоростью деформации. После деформации охлаждают образец с заданной скоростью и  фиксируют изменение размеров образца в зависимости от температуры. В ходе данной работы необходимые условия нагрева и деформации образцов достигаются на универсальном комплексе Gleeble 3800. Специальный датчик поперечной деформации, входящий в комплектацию этой версии комплекса, фиксирует изменение поперечного сечения образца, подобно методике, описанной в работе №1. Дальнейший анализ полученной дилатограммы также проводится согласно методике, описанной выше.

Предварительная деформация перед непрерывным охлаждением осуществляется в три этапа, при температурах 1100, 1050 и на 50 ⁰С выше температуры начала ферритного превращения, определенной в предыдущей работе для скорости охлаждения 0,5 °С/с. Скорость охлаждения между деформациями - 1 °С/с. Деформация задается по датчику поперечной деформации – 0,2; скорость деформации составляет 1 с^-1. Всего необходимо провести три испытания с теми же скоростями охлаждения после деформации, что и в работе №1, т.е. 0,5; 5 и 30 °С/с (рис. 7).

Работу следует проводить в следующем порядке:

1. Получить 3 образца и приварить к ним термопары.

2. Загрузить поочередно образцы в камеру, запустить управляющие программы №№1-3 на компьютере. Образцы нагреть до температуры 1200 °С, выдержать при этой температуре 1 минуту, продеформировать по заданному режиму и охладить до комнатной температуры со скоростями 0,5; 5 и 10 °С/с.

3. Переписать полученные файлы №№1-3 с результатами с управляющего компьютера для дальнейшей обработки данных.

4. Построить дилатометрические кривые охлаждения в координатах «изменение поперечного сечения - температура» для трех испытанных образцов, используя полученные файлы №№1-3, в программе Origin.

5. Проверить соответствие заданной скорости охлаждения фактической скорости, используя те же файлы и программу.

6. Определить точки фазовых превращений, используя построенные дилатограммы.

7. Сделать вывод о том, как предварительная деформация влияет на точки фазовых превращений и их кинетику.

Работу проводят на универсальном комплексе Gleeble-3800 с модулем Pocket Jaw и дилатометром. Для исследования используются 3 цилиндрических образца диаметром 6 мм.

Лабораторная работа №3